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1、第七节第七节静电现象的应用静电现象的应用一一放入电场中的导体放入电场中的导体把导体放入电场会出现怎样的现象把导体放入电场会出现怎样的现象?(1)(1)金属导体的微观结构如何？金属导体的微观结构如何？探讨线索：探讨线索：(2)(2)导体处于电场中自由电子会怎样移动导体处于电场中自由电子会怎样移动?(3)(3)自由电子会在什么地方积聚自由电子会在什么地方积聚?(4)(4)电子积聚会出现怎样的结果电子积聚会出现怎样的结果?(5)(5)最终出现什么现象最终出现什么现象?导体内自由电子导体内自由电子不再定向移动不再定向移动的状态的状态 静电平衡状态静电平衡状态一，一，放入电场中的导体放入电场中的导体u导
2、体内部场强到处为零导体内部场强到处为零u导体是等势体导体是等势体,表面为等势面表面为等势面u导体外部表面旁边场强方向与导体外部表面旁边场强方向与u该点的表面垂直该点的表面垂直O处于静电平衡状态下导体的特征：处于静电平衡状态下导体的特征：地球是一个极大的导体，可以认为处于地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个缘由。我们可以选大地做零电势体的一个缘由。思索：电荷在导体上的分布是怎样的呢？思索：电荷在导体上的分布是怎样的呢？均匀球形导体均匀球形导体是不是这样分布呢？是不是这样分布呢？二，导体上电荷的
3、分布二，导体上电荷的分布导体内部有无电场？导体内部有无电场？试验试验1 1：探讨空腔导体内外表面的电荷：探讨空腔导体内外表面的电荷u现象现象:甲甲:A:A的箔片张角渐渐增大的箔片张角渐渐增大乙乙:A:A的箔片始终没有张开的箔片始终没有张开u结论结论1:1:导体内部没有电荷导体内部没有电荷,电荷分布在导体电荷分布在导体的外表面的外表面二，导体上电荷的分布二，导体上电荷的分布为什么？二，导体上电荷的分布二，导体上电荷的分布试验试验2 2：法拉第圆筒试验：法拉第圆筒试验u结论结论2:2:导体表面越尖锐的位置电荷越密集导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹凹陷的位置几乎没有电荷陷的位置几乎没有电荷导体尖端
4、的电荷密度很大，旁边的电场特导体尖端的电荷密度很大，旁边的电场特殊强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放殊强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。电。在强电场作用下，物体曲率大的地方在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)旁边，等电势旁边，等电势面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电而尖端放产生气体放电现象，称为电晕放电而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端旁边空气电离电为电晕放电的一种，专指尖端旁边空气电离而产生气体放电的现象而产生气体放电的现象三，尖端放电三，
5、尖端放电导体尖端电荷密度大导体尖端电荷密度大尖端四周电场强尖端四周电场强空气中残留带电粒子猛烈运动空气中残留带电粒子猛烈运动空气空气分子中正负电荷分开分子中正负电荷分开，并被电场加速，并被电场加速，撞击空气分子产生更多正负电荷撞击空气分子产生更多正负电荷与尖端电性相反的粒子奔向尖端与尖端电性相反的粒子奔向尖端相当于尖端失去电荷相当于尖端失去电荷尖端放电尖端放电三，尖端放电三，尖端放电空气电离思索思索1：尖端放电在生活中有哪些应用？：尖端放电在生活中有哪些应用？避雷针避雷针燃气灶和燃气热水器的电子点火装置燃气灶和燃气热水器的电子点火装置针尖针尖形态形态思索思索2 2：验电器或静电计金属杆上端为什
6、么固：验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖形态？定一个金属球而不做成针尖形态？避雷针避雷针避雷针：避雷针是针状金属物,装在建筑物的顶端,用粗导线与埋在地下的金属板相连,以保持与大地的良好接触.当带电云层接近时，大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的电荷中和，达到避雷的目的.闪电防护闪电防护雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则当遵从四条原则人长得高还是一件特殊苦痛的事情人长得高还是一件特殊苦痛的事情一，人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖一，人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电干脆击中
7、，所以：端而被闪电干脆击中，所以：二，人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因二，人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨跨步电压步电压”造成损害所谓跨步电压是雷击点旁边，造成损害所谓跨步电压是雷击点旁边，两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开，分两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差，别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受损害，所以：有强电流通过人体使人受损害，所以：做女人好，穿高跟鞋更好做女人好，穿高跟鞋更好思索：小鸟停在单根高压线上思索：小鸟停在单根高压线上为什么电不死为什么电不死?解析：解析：三，不行到孤立大
8、树下和无避雷装置三，不行到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体旁边，不行手持金属体的高大建筑体旁边，不行手持金属体高举头顶高举头顶四，不要进入水中，因水体导电好，四，不要进入水中，因水体导电好，易遭雷击易遭雷击总之，应当到较低处，双脚合拢地站总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以削减遭遇雷的机会立或蹲下，以削减遭遇雷的机会闪电防护闪电防护四，静电屏蔽四，静电屏蔽由于静电感应，可使金属由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为网罩或金属壳内的场强为零，相当于遮挡了外界电零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种场对它内部的影响，这种现象叫做现象叫做静电屏蔽静电屏蔽。静电屏蔽现象静电屏蔽现
9、象静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用思索思索3：有线电视线与一般导线有什么区分？：有线电视线与一般导线有什么区分？能否用一般导线代替有线电视专用线？能否用一般导线代替有线电视专用线？静电屏蔽的应用静电屏蔽的应用超高压带电作超高压带电作业的工人德尔业的工人德尔工作服要用包工作服要用包含金属丝的织含金属丝的织物制成。物制成。三条输电线上方三条输电线上方还有两根导线与还有两根导线与大地相连，形成大地相连，形成一个稀疏金属一个稀疏金属“网网”，将高压线，将高压线屏蔽起来。屏蔽起来。思索思索4：你有没有遇到过在家里用手机打电话：你有没有遇到过在家里用手机打电话信号不好的状况？为什么信号不好的状况？为什么?钢钢
10、筋筋混混凝凝土土的的框框架架式式结结构构提提高高抗抗震震实实力力的的同同时时也也对对信信号号起起到到确确定定的的屏屏蔽蔽作作用用。小结小结 1.1.什么是静电平衡状态什么是静电平衡状态 2.2.静电平衡状态下导体的特点静电平衡状态下导体的特点 3.3.静电平衡时静电平衡时,导体上电荷分布特导体上电荷分布特点点 4.4.静电屏蔽现象及应用静电屏蔽现象及应用 2010年高考试题年高考试题15.请用学过的电学学问推断下列说法正确的请用学过的电学学问推断下列说法正确的是（）是（）A.电工穿绝缘衣比穿金属衣平安电工穿绝缘衣比穿金属衣平安B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
11、C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要紧急打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要紧急B 解析：电力工人高压带电作业，全身穿戴解析：电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人平安作业。对人体起到静电屏蔽作用，使人平安作业。因为塑料和油摩擦简洁起电，产生的静电因为塑料和油摩擦简洁起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故。一辆金属车身的汽车也是最好火灾事故。一辆金属车身的汽车也是最好的的“避雷所避雷
12、所”，一旦汽车被雷击中，它的，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下。金属构架会将闪电电流导入地下。轻松练习轻松练习1当导体达到静电平衡时，场强方面的特征当导体达到静电平衡时，场强方面的特征是（是（）A外电场外电场E0消逝消逝B感应电荷产生的电场感应电荷产生的电场E为零为零C导体内部的合场强导体内部的合场强E为零为零D导体表面和内部的合场强均为零导体表面和内部的合场强均为零C2将原来不带电的绝缘导体将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝移近带负电的绝缘导体缘导体A，如，如1-93所示，以下说法正确的是：所示，以下说法正确的是：（）A导体导体B上各点的场强大小相等上各点的场强大小相等
13、B导体导体A内部的场强确定为零内部的场强确定为零C导体导体B的左端电势比右端电势高的左端电势比右端电势高D导体导体B上的感应电荷在它的上的感应电荷在它的C点所点所形成的场强确定不为零形成的场强确定不为零解析：解析：A错导体错导体B上内部各点的场强大小为零，上内部各点的场强大小为零，但是外部场强大小不相等但是外部场强大小不相等B对导体对导体A内部的场强确定为零。因为电内部的场强确定为零。因为电荷分布在外表荷分布在外表C错导体错导体B的左端电势和右端电势一样高，的左端电势和右端电势一样高，是等势体是等势体D对导体对导体B上的感应电荷在它的上的感应电荷在它的C点所形点所形成的场强确定不为零，因为它和
14、成的场强确定不为零，因为它和A的电场的电场合场强叠加为零。合场强叠加为零。：如图，长为：如图，长为L的导体棒原来不带电，的导体棒原来不带电，现将一带电量为现将一带电量为q的点电荷放在距棒左的点电荷放在距棒左端为端为R的某点的某点.当达到静电平衡时，棒当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大大小为多大?1.导导体体自自身身带带电电处处于于静静电电平平衡衡，下下列列说说法法中中正确的是正确的是()A.导体内部场强是导体内部场强是0，所以电势也是，所以电势也是0B.电电荷荷只只分分布布在在外外表表面面，曲曲率率半半径径小小的的地地方方场强大，
15、所以电势高场强大，所以电势高C.电电荷荷只只分分布布在在外外表表面面，电电场场线线确确定定和和外外表表面到处垂直面到处垂直D.以上说法均不正确以上说法均不正确C.把原来不带电的金属球壳把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，的外表面接地，将一个带正电的小球将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但从小孔中放入球壳内，但不与不与B发生接触，达到静电平衡后，则（）发生接触，达到静电平衡后，则（）A.球壳球壳B的空腔中场强到处为零。的空腔中场强到处为零。B.球壳球壳B不带电。不带电。C.球壳球壳B的内，外表面电势相等。的内，外表面电势相等。D.球壳球壳B的电势为零。的电势为零。解析：解析：A错，空腔内
16、部电场不为零。错，空腔内部电场不为零。B错，球壳内表面由于静电感应，要带负电荷。错，球壳内表面由于静电感应，要带负电荷。C对，处于静电平衡状态的导体，是个等势体，对，处于静电平衡状态的导体，是个等势体，其上电势到处相等。其上电势到处相等。D对，通常以大地为零电势，由于球壳与大地对，通常以大地为零电势，由于球壳与大地构成一个整体，相当于一个大导体，所以电势构成一个整体，相当于一个大导体，所以电势到处相等，是个等势体。所以电势都为零。到处相等，是个等势体。所以电势都为零。3、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将一个带正电的小球一个带正电的小球A放入腔中，当静电
17、平衡放入腔中，当静电平衡时，图中时，图中a,b,c三点的场强大小关系是（三点的场强大小关系是（）A.EaEbEcB.Ea=EbEcC.Ea=Eb=EcD.EaEc EbDbca思索：思索：abc三点电势有什么关系？三点电势有什么关系？a bc主要缘由是这么几个方面（站在高压线上的小鸟，是站主要缘由是这么几个方面（站在高压线上的小鸟，是站在同一根电线上的，并联电路）在同一根电线上的，并联电路）第一，第一，双脚站立时，由于小鸟两脚间距离很短，分得双脚站立时，由于小鸟两脚间距离很短，分得的电压也就相对很少。的电压也就相对很少。其次，双脚站立时候，相对于电线，小鸟身体电阻要大其次，双脚站立时候，相对于
18、电线，小鸟身体电阻要大得多，尤其爪子上面有角质层，电阻太大，相当于电线得多，尤其爪子上面有角质层，电阻太大，相当于电线在小鸟两脚间形成短路，所以通过小鸟的电流很小在小鸟两脚间形成短路，所以通过小鸟的电流很小 不过，假如鸟儿的身体同时接触到两根电线，或者站在不过，假如鸟儿的身体同时接触到两根电线，或者站在电线上的鸟在不绝缘的电杆或架上磨嘴巴，就会有电流电线上的鸟在不绝缘的电杆或架上磨嘴巴，就会有电流从鸟儿身上流过，使它触电身亡。正因为如此，人们在从鸟儿身上流过，使它触电身亡。正因为如此，人们在高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间，总是隔高压输电线电杆上固定电线的铁架与电线之间，总是隔着一个长长的绝缘瓷瓶，它既可起到疼惜鸟类免遭触电着一个长长的绝缘瓷瓶，它既可起到疼惜鸟类免遭触电的作用，又可避开由于鸟类触电而发生的停电事故。的作用，又可避开由于鸟类触电而发生的停电事故。但是假如鸟的脚跨很长得的一段距离，电线也是有电阻但是假如鸟的脚跨很长得的一段距离，电线也是有电阻的，导体在温度、横截面积、材料确定的状况下，长度的，导体在温度、横截面积、材料确定的状况下，长度越长电阻与大！当这一长段电线的电阻比鸟两腿之间的越长电阻与大！当这一长段电线的电阻比鸟两腿之间的电阻大的时候，电流就会从鸟身上通过！但是没有鸟能电阻大的时候，电流就会从鸟身上通过！但是没有鸟能跨那么大的距离！跨那么大的距离！